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Trochilidae:面向众核平台的高性能轻量级虚拟机监控器 被引量:2
1
作者 戴月华 齐勇 +3 位作者 任建宝 王晓光 史椸 宣宇 《计算机科学与探索》 CSCD 2012年第12期1126-1135,共10页
虚拟化技术在云计算中广泛应用。传统虚拟化技术对操作系统的一些操作都进行了捕捉与封装,使其越来越复杂,同时也影响了操作系统的性能。针对众核平台的发展趋势和特点,面向众核平台设计并实现了一个轻量级的高性能虚拟机监控器——蜂鸟... 虚拟化技术在云计算中广泛应用。传统虚拟化技术对操作系统的一些操作都进行了捕捉与封装,使其越来越复杂,同时也影响了操作系统的性能。针对众核平台的发展趋势和特点,面向众核平台设计并实现了一个轻量级的高性能虚拟机监控器——蜂鸟(Trochilidae)。多操作系统可以同时运行在此虚拟机监控器之上,同时对操作系统性能无损失。在提供传统虚拟机监控器功能的基础上,蜂鸟的代码量仅4000行左右(包括汇编与C代码),降低了系统的复杂度,便于系统的维护与调试。 展开更多
关键词 虚拟监控 众核 操作系统 性能 云计算
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基于虚拟现实的一对多远程康复训练机器人监控系统 被引量:5
2
作者 杨硕 彭思 +1 位作者 宋爱国 李建清 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期191-195,共5页
针对国内传统的一对一的康复训练不能满足日益增长的康复训练需求的问题,研究设计了基于虚拟现实的网络化远程康复训练机器人系统。该系统引入虚拟现实技术使康复训练界面生动活泼,将运动疗法和心理治疗有机地结合在一起,解决了传统... 针对国内传统的一对一的康复训练不能满足日益增长的康复训练需求的问题,研究设计了基于虚拟现实的网络化远程康复训练机器人系统。该系统引入虚拟现实技术使康复训练界面生动活泼,将运动疗法和心理治疗有机地结合在一起,解决了传统康复训练的枯燥乏味;引入遥操作机器人技术使医生可同时远程监控多个患者的康复训练,医生通过语音与患者端进行对话交流,并根据患者端传递过来的视频图像和训练数据对多个患者的治疗方案进行及时调整,解决了“康复训练患者多,治疗师少”的问题。临床实验表明该系统具有有效性和可行性。 展开更多
关键词 康复训练 远程监控 虚拟现实 操作机器人
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VMSF-一种内核级虚拟机监控器调度框架
3
作者 刘晓建 戴华东 颜跃进 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2012年第2期78-81,共4页
虚拟化技术由于具有提高资源利用率、降低系统总体拥有成本等优点得到越来越多的关注。虚拟机成为计算机系统的一种新型应用模式,但虚拟机应用在服务质量保证和协同运行等方面与传统商用操作系统面向的应用不同,虚拟机监控器应针对此类... 虚拟化技术由于具有提高资源利用率、降低系统总体拥有成本等优点得到越来越多的关注。虚拟机成为计算机系统的一种新型应用模式,但虚拟机应用在服务质量保证和协同运行等方面与传统商用操作系统面向的应用不同,虚拟机监控器应针对此类应用的特点设计相应的调度算法。但是,在传统基于宿主操作系统的虚拟化技术中,虚拟机的调度由宿主操作系统的标准调度器完成。本文提出一种不修改宿主操作系统现有调度机制的虚拟机调度扩展框架VMSF,该框架允许第三方自行开发适于虚拟机系统的调度算法。最后通过在Linux上开源的内核级虚拟机监控器KVM上移植Xen的Credit调度器验证了本文研究的有效性。 展开更多
关键词 虚拟 调度 基于宿主操作系统的虚拟监控 KVM
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数字录像实时监控系统的设计与实现 被引量:1
4
作者 孙丹 宋瀚涛 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2001年第S2期517-518,共2页
数字录像监控系统是由集成了数字化视频录像技术、数字化视频压缩技术和软件多画面分割器的数字硬盘录像机组成的监控系统,其网络化实时监控功能的实现是系统的重要组成部分。本文讨论了数字录像实时监控系统的网络体系结构,并给出了系... 数字录像监控系统是由集成了数字化视频录像技术、数字化视频压缩技术和软件多画面分割器的数字硬盘录像机组成的监控系统,其网络化实时监控功能的实现是系统的重要组成部分。本文讨论了数字录像实时监控系统的网络体系结构,并给出了系统的设计和实现方案。 展开更多
关键词 数字硬盘录像机 虚拟监控操作网络平台 UDP
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基于EPT的内存虚拟化研究与实现 被引量:5
5
作者 李勇 郭玉东 +1 位作者 王晓睿 时光 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第18期4101-4104,共4页
为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于扩展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因... 为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于扩展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因素。针对扩展页表页故障,提出了页池的动态内存分配方案。内存虚拟化实现表明,采用扩展页表实现内存虚拟化能简化了设计流程,有效地提高了内存虚拟化性能。 展开更多
关键词 虚拟监控 扩展页表 客户机操作系统 内存虚拟 地址转换
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Xen虚拟CPU空闲调度算法 被引量:6
6
作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期2429-2435,共7页
在Xen虚拟化环境下,Credit调度算法是非抢占式调度算法,当虚拟CPU空时它不会将空闲状态信息通知给Xen,因此不会放弃物理CPU的使用权.虽然已有文献提出在虚拟CPU空闲时的处理方法,但它依然存在很多问题,例如空闲虚拟CPU的空闲时间还存在... 在Xen虚拟化环境下,Credit调度算法是非抢占式调度算法,当虚拟CPU空时它不会将空闲状态信息通知给Xen,因此不会放弃物理CPU的使用权.虽然已有文献提出在虚拟CPU空闲时的处理方法,但它依然存在很多问题,例如空闲虚拟CPU的空闲时间还存在浪费的现象、没有考虑特权Service OS的空闲状态和虚拟机空闲状态判断不准确等,这造成很多不必要的性能损失.针对这样的问题,在Credit算法的基础上提出了虚拟CPU空闲调度算法,虚拟CPU空闲状态接收模块接收到的虚拟CPU空闲通知,动态调整该虚拟机的虚拟CPU的credit值,并将空闲的CPU时间分配给调度队列中其他的虚拟CPU使用.同时,根据该虚拟机的虚拟CPU的平均空闲率,重新调整该虚拟机的权重,从而实现了反馈控制与虚拟机调度的动态集成,实验结果证明该调度方法使系统的整体性能得到大大提高. 展开更多
关键词 虚拟监控 Credit算法 特权服务操作系统 客户操作系统 虚拟处理器 平均空闲率
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自适应调整虚拟机权重参数的调度方法 被引量:5
7
作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2094-2102,共9页
在基于特权服务操作系统的虚拟机架构下客户操作系统需要借助特权服务操作系统来访问真实硬件,目前虚拟机调度算法的优化主要是侧重于I/O密集型虚拟机的研究,而忽视了CPU密集型虚拟机,更忽视了特权服务操作系统的I/O处理能力对虚拟机整... 在基于特权服务操作系统的虚拟机架构下客户操作系统需要借助特权服务操作系统来访问真实硬件,目前虚拟机调度算法的优化主要是侧重于I/O密集型虚拟机的研究,而忽视了CPU密集型虚拟机,更忽视了特权服务操作系统的I/O处理能力对虚拟机整体性能的影响.针对这些问题,提出了一种基于Credit算法的自适应调整虚拟机权重参数的优化调度方法,将特权服务操作系统的I/O处理能力作为虚拟机参数调整的一个重要参数,同时兼顾I/O密集型虚拟机和CPU密集型虚拟机对资源的需求.实验结果表明该方法能够及时根据当前的I/O请求数量和特权服务操作系统的处理能力合理调整虚拟机的权重参数,从而大大提高了客户操作系统CPU处理性能和硬件设备的访问性能. 展开更多
关键词 虚拟监控 特权服务操作系统 客户操作系统 权重 处理能力
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Xen虚拟机的虚拟CPU松弛协同调度方法 被引量:4
8
作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期118-127,共10页
目前,Xen虚拟机调度算法均采用独立调度虚拟CPU的方式,而没有考虑虚拟机各虚拟CPU之间的协同调度关系,这会使虚拟机各个虚拟CPU之间产生很大的时钟中断数量偏差等问题,从而导致系统不稳定.为了提高系统的稳定性,基于Credit算法提出了一... 目前,Xen虚拟机调度算法均采用独立调度虚拟CPU的方式,而没有考虑虚拟机各虚拟CPU之间的协同调度关系,这会使虚拟机各个虚拟CPU之间产生很大的时钟中断数量偏差等问题,从而导致系统不稳定.为了提高系统的稳定性,基于Credit算法提出了一种比RCS(relaxed co-scheduling)算法更松弛的协同调度算法MRCS(more relaxed co-scheduling).该算法采用非抢占式协同调整方法将各个虚拟CPU相对运行的时间间隔控制在同步时间检测的上限门限值Tmax之内,同时利用同步队列中虚拟CPU优化选择调度方法和Credit算法的虚拟CPU动态迁移方法,能够更加及时地协同处理虚拟CPU,并且保证了各个物理CPU的负载均衡,有效地减少客户操作系统与VMM的环境切换次数,降低了系统开销.实验结果证明该方法不但保证了系统的稳定性,而且使系统性能得到一定程度的提升.虚拟机调度算法不仅影响虚拟机的性能,更会影响虚拟机的稳定性,致力于虚拟机调度算法的研究是一项非常有意义的工作. 展开更多
关键词 虚拟监控 Credit算法 特权服务操作系统 客户操作系统 虚拟处理器 协同调度
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操作系统结构研究 被引量:2
9
作者 郭玉东 张萍 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第1期119-121,共3页
目前的操作系统越来越复杂,已接管了计算机系统中几乎所有的控制权,极大地损害了用户的利益,也带来了严重的安全性、可靠性问题。产生这些问题的根本原因是现有操作系统的结构存在着缺陷,因而有必要设计全新的操作系统结构。分析了操作... 目前的操作系统越来越复杂,已接管了计算机系统中几乎所有的控制权,极大地损害了用户的利益,也带来了严重的安全性、可靠性问题。产生这些问题的根本原因是现有操作系统的结构存在着缺陷,因而有必要设计全新的操作系统结构。分析了操作系统与国家政府机构之间的关系,列举了目前操作系统面临的主要问题,借助封建帝王们的政治智慧,提出了新操作系统结构的设计原则,并给出了一种操作系统结构的参考模型。该模型以虚拟化技术为基础,有效地分割了操作系统的权力,可大大提高系统的安全性、可靠性和可观察性。 展开更多
关键词 操作系统 操作系统结构 虚拟 虚拟监控 可观察性
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KCapISO:一种基于HybridHP的宏内核操作系统载入模块权能隔离方案 被引量:1
10
作者 钱振江 刘永俊 +2 位作者 汤力 姚宇峰 黄皓 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期552-561,共10页
宏内核操作系统提供对第3方模块和驱动程序等载入模块的支持,允许载入模块运行在内核态特权级.由于运行在最高特权级,载入模块对内核的核心服务的关键对象的访问难以得到系统的有效控制.考虑对被监控系统的性能影响控制在很小的范围,基... 宏内核操作系统提供对第3方模块和驱动程序等载入模块的支持,允许载入模块运行在内核态特权级.由于运行在最高特权级,载入模块对内核的核心服务的关键对象的访问难以得到系统的有效控制.考虑对被监控系统的性能影响控制在很小的范围,基于内嵌式的监控机制HybridHP,提出了一种宏内核架构下的载入模块权能隔离方案KCapISO,为内核和载入模块维护各自的页表,从权能上将两者隔离,确保载入模块无法修改内核的数据,并且无法以任何方式直接调用或跳转到内核中执行,这些动作都需经过KCapISO的监控和检查.实验结果表明,KCapISO能有效地将内核与载入模块在权能上相互隔离,同时获得较好的系统性能. 展开更多
关键词 宏内核操作系统 载入模块 硬件虚拟 权能隔离 安全监控
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虚拟外存管理技术研究 被引量:1
11
作者 张萍 郭玉东 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第20期4418-4421,共4页
为解决多虚拟机环境中的外存管理问题,研究了基于虚拟机监控器的多虚拟机结构,总结出了多虚拟机环境所面临的3个主要外存管理问题,即外存空间的隔离与保护、外存空间的按需分配和外存空间的扩展。借鉴操作系统中成熟的虚拟内存管理思想... 为解决多虚拟机环境中的外存管理问题,研究了基于虚拟机监控器的多虚拟机结构,总结出了多虚拟机环境所面临的3个主要外存管理问题,即外存空间的隔离与保护、外存空间的按需分配和外存空间的扩展。借鉴操作系统中成熟的虚拟内存管理思想,提出了一种虚拟外存管理器的设计方案,有效地解决了外存管理中的上述问题。实验结果表明,虚拟分区可以动态创建和撤销,分区的容量可以根据实际需要动态增长,并可实现基于分区的写保护,外存管理的灵活性大大增加,外存空间的利用率大大提高。 展开更多
关键词 操作系统结构 外存管理 虚拟 虚拟外存 虚拟监控
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虚拟化技术在嵌入式系统中的应用 被引量:13
12
作者 李芳社 《现代电子技术》 2008年第16期43-45,50,共4页
基于嵌入式系统对虚拟化环境的特殊要求,探讨如何设计虚拟机(VM)。针对工业实时控制,介绍了与第三方产品结合,把Intel虚拟化技术的好处拓展到应用中去。用虚拟化整合系统可以保证一定的实时性能;无需硬件冗余;进行软件移植而不简化应用... 基于嵌入式系统对虚拟化环境的特殊要求,探讨如何设计虚拟机(VM)。针对工业实时控制,介绍了与第三方产品结合,把Intel虚拟化技术的好处拓展到应用中去。用虚拟化整合系统可以保证一定的实时性能;无需硬件冗余;进行软件移植而不简化应用。通过软件环境并行,虚拟化也允许原有的应用与新应用并存。它为多线程的应用在多核处理器上运行提供了途径。 展开更多
关键词 虚拟 虚拟监控 实时操作系统 嵌入式系统 工业控制
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设备虚拟化方法研究与实现 被引量:6
13
作者 刘静波 郭玉东 +1 位作者 王晓睿 刘勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第8期2874-2878,共5页
针对虚拟机监控器在IO虚拟化方面存在的性能瓶颈,分析了现有IO虚拟化模型存在的问题,提出了一种基于IO处理机的协作型虚拟机监控器。建立了基于IO处理机的IO虚拟化模型,实现了对客户机操作系统IO访问请求的处理,并进一步给出了该方法下... 针对虚拟机监控器在IO虚拟化方面存在的性能瓶颈,分析了现有IO虚拟化模型存在的问题,提出了一种基于IO处理机的协作型虚拟机监控器。建立了基于IO处理机的IO虚拟化模型,实现了对客户机操作系统IO访问请求的处理,并进一步给出了该方法下从设备发现到功能模拟等关键技术。实验结果表明,基于IO处理机的IO虚拟化模型能够提供更为稳定的系统环境,并能有效提高整个系统性能。 展开更多
关键词 虚拟监控 IO虚拟 IO处理机 客户机操作系统 功能模拟
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RT-Hypervisor:用于实时嵌入式系统的虚拟机监视器 被引量:2
14
作者 刘晓芬 王轶凡 涂时亮 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第22期5748-5750,5754,共4页
很多嵌入式系统应用系统,都需要把一个实时系统和一个非实时系统安装在同一个嵌入式设备上,让它们一起工作,发挥各自的优势。论述了RT-Hypervisor实时虚拟机监控程序的设计和实现,利用它可以在一个硬件设备上同时运行多个实时或是非实... 很多嵌入式系统应用系统,都需要把一个实时系统和一个非实时系统安装在同一个嵌入式设备上,让它们一起工作,发挥各自的优势。论述了RT-Hypervisor实时虚拟机监控程序的设计和实现,利用它可以在一个硬件设备上同时运行多个实时或是非实时操作系统。RT-Hypervisor是一个高效的实时虚拟化软件平台,它主要由操作系统域、CPU调度、操作系统域间通讯和虚拟中断控制器等模块组成。通过一些简单地移植操作,大部分嵌入式操作系统都可以高效地运行在RT-Hypervisor上。 展开更多
关键词 操作系统 实时系统 虚拟 嵌入式系统 虚拟监控程序
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基于三权分立原则的安全操作系统结构设计 被引量:1
15
作者 黄玉琪 张建平 马利 《计算机应用与软件》 CSCD 2010年第8期159-160,218,共3页
设计了一种新型的操作系统结构。该结构在三权分立的原则下,对传统操作系统的功能进行分割与重组,让不同的功能组件分别运行在不同的虚拟机中,利用虚拟机间的强隔离特性保证各组件的独立性,利用虚拟机间的专有通信机制实现各组件之间的... 设计了一种新型的操作系统结构。该结构在三权分立的原则下,对传统操作系统的功能进行分割与重组,让不同的功能组件分别运行在不同的虚拟机中,利用虚拟机间的强隔离特性保证各组件的独立性,利用虚拟机间的专有通信机制实现各组件之间的协作与制约。这种新型的结构有效地解决了传统操作系统结构中安全性不高的问题。 展开更多
关键词 三权分立 操作系统 虚拟监控 虚拟
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Pcanel/V2——基于Intel VT-x的VMM架构 被引量:8
16
作者 陈文智 姚远 +1 位作者 杨建华 何钦铭 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期1311-1319,共9页
个人计算机硬件性能的迅速增强使得通过虚拟化技术建立多个相互隔离的计算域成为未来个人计算机的一种重要发展趋势.为避免传统的IA-32架构在软件虚拟化领域所面临的VMM的设计和实现的困难,作者设计并实现了基于Intel VT-x技术的VMM架... 个人计算机硬件性能的迅速增强使得通过虚拟化技术建立多个相互隔离的计算域成为未来个人计算机的一种重要发展趋势.为避免传统的IA-32架构在软件虚拟化领域所面临的VMM的设计和实现的困难,作者设计并实现了基于Intel VT-x技术的VMM架构——Pcanel/V2.该架构利用最新的硬件虚拟化技术,通过配置出一个可控制的虚拟运行环境,可以直接虚拟运行多个不修改源代码的客户操作系统.在允许客户操作系统正常运行的同时控制它们对各种硬件资源的访问,并能对客户操作系统运行过程中出现的各种情况进行相应的处理.Pcanel/V2实现了Linux和Vxworks的同时运行,相应的数据测试表明Pcanel/V2架构在简化了VMM设计复杂度的同时总体运行效率比软件虚拟化技术提高了约10%. 展开更多
关键词 虚拟 VT_x技术 虚拟监控软件 客户操作系统 系统隔离
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调度自动化系统新型人机界面关键技术研究 被引量:6
17
作者 赵林 赵家庆 +3 位作者 钱科军 吕洋 丁宏恩 张亮 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3193-3198,共6页
为使调控人员能更加便捷地利用触摸屏幕调阅电网监控所需的各类画面,使平面矢量图形画面、GUI控件画面、虚拟现实三维画面等调度自动化相关图形画面能够一体化地协同展示,提出了基于触摸操作方式的新型三维人机交互界面的设计思路及软... 为使调控人员能更加便捷地利用触摸屏幕调阅电网监控所需的各类画面,使平面矢量图形画面、GUI控件画面、虚拟现实三维画面等调度自动化相关图形画面能够一体化地协同展示,提出了基于触摸操作方式的新型三维人机交互界面的设计思路及软件架构,并对其运行时所依赖的硬件环境进行了说明。对三维空间中画中画显示技术、通用GUI图形控件界面的触摸操作技术、立体翻页效果优化技术以及虚拟现实三维空间图像嵌入及操作等关键技术进行了论述。研究成果为今后开发完整的基于触摸操作方式的调度自动化人机界面做了技术储备,同时也为调控中心大屏幕显示内容的随需快速切换提供了新的技术支撑手段。 展开更多
关键词 人机交互 触摸操作 三维人机界面 GUI组件 虚拟现实 EMS 电网监控
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基于VT-x的处理器模式转换机制研究
18
作者 王晓睿 郭玉东 +1 位作者 时光 李勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第9期2065-2069,共5页
为降低虚拟化环境中处理器模式转换带来的开销,研究了基于VT-x技术的处理器模式转换机制。根据客户机操作系统在不同阶段的运行状态,分析了相应的处理器模式转换过程。采用客户机操作系统最小等待的基本思想,结合VT-x处理器提供的虚拟... 为降低虚拟化环境中处理器模式转换带来的开销,研究了基于VT-x技术的处理器模式转换机制。根据客户机操作系统在不同阶段的运行状态,分析了相应的处理器模式转换过程。采用客户机操作系统最小等待的基本思想,结合VT-x处理器提供的虚拟机扩展功能,设计出了处理器模式转换的整体流程,分别构造出满足客户机操作系统需求的实模式和保护模式处理器环境,模拟了客户机操作系统的执行过程以及虚拟机监控器对相关事件的处理。实验结果表明,VT-x技术可以有效辅助处理器模式转换,简化虚拟机监控器设计。 展开更多
关键词 虚拟监控 虚拟机扩展 虚拟机控制结构 客户机操作系统 处理器模式
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